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JP2003016988A - Focused ion beam apparatus and focused ion beam processing method using the same - Google Patents

Focused ion beam apparatus and focused ion beam processing method using the same

Info

Publication number
JP2003016988A
JP2003016988A JP2001193958A JP2001193958A JP2003016988A JP 2003016988 A JP2003016988 A JP 2003016988A JP 2001193958 A JP2001193958 A JP 2001193958A JP 2001193958 A JP2001193958 A JP 2001193958A JP 2003016988 A JP2003016988 A JP 2003016988A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fib
processing
image
alignment mark
alignment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001193958A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Morio
勝 森尾
Masaharu Katakura
正晴 片倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2001193958A priority Critical patent/JP2003016988A/en
Priority to US10/041,607 priority patent/US6639226B2/en
Publication of JP2003016988A publication Critical patent/JP2003016988A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045Object or beam position registration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
    • H01J37/3056Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching for microworking, e. g. etching of gratings or trimming of electrical components

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面が平坦化されたLSIなどのサンプルの表
面に,FIB加工により配線の切断や接続を精度よく行
うことができるFIB装置及びFIB加工方法を提供す
る。 【解決手段】ステージ上に載置されたサンプルに対して
フォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を照射して当
該照射位置でエッチングまたはパターン形成を行うFI
B装置において,加工位置の周囲にFIBを照射して位
置合わせマークを形成する位置合わせマーク形成手段
と,当該位置合わせマークが形成された加工位置の領域
の光学顕微鏡画像と当該領域へのFIB照射により取得
される走査型イオン顕微鏡画像(SIM画像)とを,前
記位置合わせマーク画像を基準にして重ね合わせて,重
ね合わせた画像に従って加工位置を検出する加工位置検
出手段とを有することを特徴とする。
(57) [PROBLEMS] To provide an FIB apparatus and a FIB processing method capable of accurately cutting and connecting wiring by FIB processing on the surface of a sample such as an LSI having a flat surface. A FI placed on a stage is irradiated with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position.
In the apparatus B, alignment mark forming means for irradiating the FIB around the processing position to form an alignment mark, an optical microscope image of a region of the processing position where the alignment mark is formed, and FIB irradiation to the region Processing position detecting means for superimposing a scanning ion microscope image (SIM image) obtained by the method on the basis of the alignment mark image and detecting a processing position in accordance with the superimposed image. I do.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,フォーカストイオ
ンビーム(Focussed Ion Beam, FIB)装置及びそれ
を利用したFIB加工方法に関し,特に,平坦化された
微細な多層配線を有するLSIに対してFIB加工する
ためのFIB装置及びそれを利用したFIB加工方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focused ion beam (FIB) apparatus and a FIB processing method using the same, and more particularly to an FIB processing for an LSI having a flattened fine multilayer wiring. And a FIB processing method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】以前のFIB装置は,LSIの所望の位
置を削って走査型電子顕微鏡(SEM)写真をとるため
の断面を露出することなどに利用されていた。そのよう
な用途においては,FIB加工の位置が比較的広い領域
にわたるため,加工位置の検出にそれほどの高い精度は
要求されなかった。
2. Description of the Related Art Previous FIB devices have been used to cut a desired position of an LSI to expose a section for taking a scanning electron microscope (SEM) photograph. In such an application, the FIB machining position covers a relatively wide area, so that not so high accuracy is required for detecting the machining position.

【0003】ところが,近年において,FIB装置は,
高真空雰囲気の装置内のLSIなどの被加工サンプルに
対して,集束されたGaイオンビームを配線パターンに
照射してスパッタエッチングを行って断線させたり,C
VD(Wを含んだ有機金属ガス)による新たな配線パタ
ーンを形成して配線間を接続することで,配線パターン
の一部変更を行うために利用されるようになってきた。
このようにして,微細化されたLSIの配線パターンを
一部断線させたり接続させたりするためには,加工位置
を高精度に検出してFIBを照射する必要がある。
However, in recent years, the FIB device has been
A wiring pattern is irradiated with a focused Ga ion beam on a sample to be processed such as an LSI in a device in a high vacuum atmosphere, and sputter etching is performed to break the wire.
By forming a new wiring pattern by VD (organic metal gas containing W) and connecting the wirings, it has come to be used for partially changing the wiring pattern.
In this way, in order to partially disconnect or connect the wiring patterns of the miniaturized LSI, it is necessary to detect the processing position with high accuracy and irradiate the FIB.

【0004】一方で,より微細化されたLSIを実現す
るために,多層配線の平坦化が一般的になってきてい
る。従来の多層配線は,段差部の高低差が増大し,段差
部での配線膜の被覆率の低下による断線不良やエレクト
ロマイグレーションなどによる断線の発生が問題になっ
ていた。そこで,近年においては,配線パターンを形成
しそれをカバーする層間絶縁膜を化学的機械的ポリッシ
ング(Chemical Mechanical Polishing, CMP)法により
平坦化し,更にその上に配線パターンを形成するなどの
工程により,多層配線構造の平坦化が行われている。
On the other hand, in order to realize a more miniaturized LSI, flattening of multi-layer wiring has become common. In the conventional multi-layered wiring, the height difference of the step portion increases, and there is a problem of disconnection failure due to a decrease in the coverage of the wiring film at the step portion or disconnection due to electromigration. Therefore, in recent years, a process of forming a wiring pattern, planarizing an interlayer insulating film covering the wiring pattern by a chemical mechanical polishing (CMP) method, and further forming a wiring pattern on the flattened layer is performed by a process such as Flattening of the multilayer wiring structure is being carried out.

【0005】このようなLSIの平坦化構造は,加工位
置の高精度な検出を非常に困難にしている。FIB装置
内に搬入されたLSIの表面観察は,装置のFIBを利
用した走査型イオン顕微鏡(SIM,Scanning Ion Mic
roscope)機能を利用して,ビームをLSI表面に走査
しその反射二次電子を検出することで行われる。そのよ
うにして検出されたLSIの表面形状を頼りにして,表
面の加工位置を検出することができるのみである。従っ
て,加工位置に凹凸が存在しない場合は,SIM画像か
ら加工位置を特定することはできない。
Such a flattened structure of the LSI makes it very difficult to detect the processing position with high accuracy. The surface observation of the LSI loaded into the FIB device is performed by a scanning ion microscope (SIM, Scanning Ion Mic) using the FIB of the device.
This is done by scanning the beam on the LSI surface and detecting the reflected secondary electrons using the roscope function. The processing position of the surface can only be detected by relying on the surface shape of the LSI thus detected. Therefore, if there is no unevenness in the processing position, the processing position cannot be specified from the SIM image.

【0006】そこで,チップの周辺に通常設けられる接
続パッドの凹凸をSIMにより検出し,加工位置の座標
を目標にしてステージを移動することで加工位置を検出
することなどが提案されているが,その場合のステージ
移動に伴うステージ誤差により,加工対象の配線パター
ン位置を正確に特定することはできない。
Therefore, it has been proposed to detect the unevenness of the connection pad usually provided around the chip by SIM and detect the processing position by moving the stage with the coordinates of the processing position as a target. In that case, the wiring pattern position of the processing target cannot be accurately specified due to the stage error caused by the stage movement.

【0007】また,従来のFIB装置を利用したFIB
加工において,加工位置を求める方法として,イメージ
オーバレイ法とCADナビゲーション法とが提案されて
いる。イメージオーバレイ法では,加工位置の画像をあ
らかじめ光学顕微鏡で取得し,サンプルをFIB装置内
に搬入し,ステージ駆動によりサンプルの加工位置の座
標まで移動し,そこで取得したSIM画像と,光学顕微
鏡画像とを,倍率やローテーションを合わせることで重
ね合わせし,重ね合わせられた光学顕微鏡画像を頼りに
して,加工位置を検出し,FIB加工する。光学顕微鏡
は,表面形状だけでなく下層のAl配線パターン形状も
検出することができるので,表面が平坦な領域下の配線
パターン位置の検出に有効である。また,SIM画像と
光学顕微鏡画像の重ね合わせには,サンプルのLSI表
面に存在する凹凸パターンに対応する両方の画像を利用
する。
Further, an FIB using a conventional FIB device
In processing, an image overlay method and a CAD navigation method have been proposed as methods for obtaining a processing position. In the image overlay method, an image of the processing position is acquired in advance by an optical microscope, the sample is loaded into the FIB device, and the stage is driven to move to the coordinates of the processing position of the sample. Are superposed by adjusting the magnification and rotation, and the processing position is detected and FIB processing is performed by relying on the superposed optical microscope images. Since the optical microscope can detect not only the surface shape but also the Al wiring pattern shape of the lower layer, it is effective for detecting the wiring pattern position under the area where the surface is flat. Moreover, both the images corresponding to the concavo-convex pattern existing on the LSI surface of the sample are used for superimposing the SIM image and the optical microscope image.

【0008】また,CADナビゲーション法では,FI
B装置のステージ座標とLSI設計データのパターンデ
ータであるCADデータとをリンクさせ,加工位置をC
ADデータ上で指定することで,ステージがサンプルの
加工位置に自動的に移動する。上記のリンク工程では,
LSIの周辺に設けられた接続パッドなどの所定のパタ
ーンを基準にしてSIM画像上にCADデータ画像を重
ね合わせる。
In the CAD navigation method, the FI
By linking the stage coordinates of the B device with the CAD data that is the pattern data of the LSI design data, the machining position is changed to C
By designating on the AD data, the stage automatically moves to the processing position of the sample. In the linking process above,
A CAD data image is superimposed on the SIM image based on a predetermined pattern such as a connection pad provided around the LSI.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のイメージオーバ
レイ法では,LSI表面の加工位置の周辺に最上層の凹
凸パターンが存在することが必要である。従って,広い
領域にわたって表面に凹凸パターンが存在しない場合
は,加工領域での光学顕微鏡画像をSIM画像上に重ね
合わせることができず,その領域内の加工位置を検出す
ることができない。また,CADナビゲーション法で
は,チップの周辺に設けられた接続パッド位置から,チ
ップ内部の加工位置までステージが移動したことに伴
い,ステージ精度誤差による位置ずれが生じることがあ
り,その場合には正確に加工位置を検出することは困難
である。更に,CADナビゲーション法でも,結局は加
工位置周囲における凹凸パターンを基準にしてSIM画
像にCADデータ画像を重ね合わせることが必要にな
り,凹凸パターンが少ない平坦化された領域内では正確
な加工位置の検出が困難である。
In the image overlay method described above, it is necessary that the uneven pattern of the uppermost layer exists around the processing position on the LSI surface. Therefore, when there is no concave-convex pattern on the surface over a wide area, the optical microscope image in the processed area cannot be overlaid on the SIM image, and the processing position in that area cannot be detected. Further, in the CAD navigation method, there is a case where a stage displacement occurs due to a stage accuracy error as the stage moves from a connection pad position provided on the periphery of the chip to a processing position inside the chip. It is difficult to detect the machining position. Further, even in the CAD navigation method, it is necessary to superimpose the CAD data image on the SIM image with reference to the uneven pattern around the processing position, which results in accurate processing position in the flattened area with few uneven patterns. Difficult to detect.

【0010】そこで,本発明の目的は,平坦化されたサ
ンプル表面におけるFIB加工位置を正確に検出するこ
とができるFIB装置及びそれを利用したFIB加工方
法を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a FIB apparatus capable of accurately detecting the FIB processing position on the flattened sample surface, and a FIB processing method using the FIB apparatus.

【0011】更に,本発明の目的は,FIB装置におい
てFIB加工位置を正確に検出可能なLSIの形成方法
及びそれを利用したFIB加工方法を提供することにあ
る。
A further object of the present invention is to provide a method for forming an LSI capable of accurately detecting a FIB processing position in a FIB device and a FIB processing method using the method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明の第1の側面は,ステージ上に載置された
サンプルに対してフォーカスト・イオン・ビーム(FI
B)を照射して当該照射位置でエッチングまたはパター
ン形成を行うFIB装置において,加工位置の周囲にF
IBを照射して位置合わせマークを形成する位置合わせ
マーク形成手段と,当該位置合わせマークが形成された
加工位置の領域の光学顕微鏡画像と当該領域へのFIB
照射により取得される走査型イオン顕微鏡画像(SIM
画像)とを,前記位置合わせマーク画像を基準にして重
ね合わせて,重ね合わせた画像に従って加工位置を検出
する加工位置検出手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is directed to a focused ion beam (FI) for a sample mounted on a stage.
In the FIB apparatus that irradiates B) to perform etching or pattern formation at the irradiation position, the F
Alignment mark forming means for forming an alignment mark by irradiating IB, an optical microscope image of a region of a processing position where the alignment mark is formed, and FIB to the region.
Scanning ion microscope image (SIM
Image) and a processing position detecting means for detecting a processing position according to the superimposed image.

【0013】上記のFIB装置では,被加工サンプルの
表面が平坦化されていても,FIB装置が有する微細領
域へのエッチング機能またはパターン形成機能を利用し
て,その平坦化表面に位置合わせマークを自動的に形成
することができる。従って,加工位置の領域内にかかる
位置合わせマークを形成し,その位置合わせマークが形
成された領域の光学顕微鏡画像とSIM画像とを位置合
わせマークを基にして重ね合わせして,加工位置を高精
度に検出し,そこにFIBを照射することができる。位
置合わせマークは,FIB加工によりエッチングされた
凹形状のパターンか,或いはFIB加工によりパターン
形成された凸形状のパターンのいずれでも良い。
In the above-mentioned FIB apparatus, even if the surface of the sample to be processed is flattened, an alignment mark is formed on the flattened surface by utilizing the etching function or the pattern forming function for the fine region which the FIB apparatus has. Can be formed automatically. Therefore, the alignment mark is formed in the region of the processing position, and the optical microscope image and the SIM image of the region where the alignment mark is formed are overlapped based on the alignment mark to increase the processing position. It is possible to accurately detect and irradiate the FIB there. The alignment mark may be either a concave pattern etched by FIB processing or a convex pattern formed by FIB processing.

【0014】上記発明のより好ましい実施例では,位置
合わせマークの自動形成手段において,加工位置と加工
領域の倍率とを指定することで,加工倍率にほぼ反比例
した大きさと間隔の位置合わせマークを加工位置の周囲
に形成することを特徴とする。加工倍率が低い場合は位
置合わせパターンは形状が大であり間隔も大であり,加
工倍率が高い場合はそれに比例して位置合わせパターン
も形状が小で間隔も小である。それにより,SIM画像
を取得する加工領域の周辺に,加工対象パターンを覆い
隠すことなく位置合わせマークを形成することができ
る。
In a more preferred embodiment of the above invention, the automatic alignment mark forming means processes the alignment marks having a size and an interval substantially inversely proportional to the machining magnification by designating the machining position and the magnification of the machining region. It is characterized in that it is formed around the position. When the processing magnification is low, the alignment pattern has a large shape and a large gap, and when the processing magnification is high, the alignment pattern also has a small shape and a small gap. As a result, the alignment mark can be formed in the periphery of the processing area where the SIM image is acquired without covering the processing target pattern.

【0015】上記の目的を解決するために,本発明の第
2の側面は,被加工サンプルのLSIに対して,最上層
のカバー絶縁膜に対して,設計ルールに応じたサイズで
且つ間隔の位置合わせマークを全面に形成しておき,か
かるLSIに対して,FIB装置内にて加工位置検出を
行う。この加工位置検出工程では,加工位置を含む領域
のSIM画像と光学顕微鏡画像またはCAD画像とを,
前記位置合わせマークを基にして重ね合わせし,加工位
置を検出し,そこにFIBを照射することを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned object, the second aspect of the present invention is that the LSI of the sample to be processed, the cover insulating film of the uppermost layer, have a size and an interval according to the design rule. The alignment mark is formed on the entire surface, and the processing position of the LSI is detected in the FIB device. In the processing position detecting step, the SIM image of the area including the processing position and the optical microscope image or the CAD image are
It is characterized in that the processing positions are detected by superposing them on the basis of the position alignment marks and irradiating them with FIB.

【0016】被加工サンプルのLSIが,多層配線構造
において平坦化されていても,最上層のシリコン酸化膜
やシリコン窒化膜などの絶縁カバー膜に対して,設計ル
ールに応じたサイズで且つ間隔の位置合わせマークを全
面に形成することで,加工位置の周辺には,かかる位置
合わせマークが必ず存在するようにすることができる。
この位置合わせマークの形成は,最上層の絶縁カバー膜
に対して接続パッド領域上をエッチング除去する工程
で,同時に形成することもできれば,追加のエッチング
工程で形成することもできる。そのために,位置合わせ
マーク用のCADデータが追加される。
Even if the LSI of the sample to be processed is flattened in the multi-layered wiring structure, the size of the insulating cover film such as the silicon oxide film or the silicon nitride film of the uppermost layer has a size according to the design rule and has a space. By forming the alignment mark on the entire surface, it is possible to ensure that the alignment mark exists around the processing position.
The alignment mark can be formed simultaneously with the step of etching and removing the connection pad region with respect to the uppermost insulating cover film, or can be formed by an additional etching step. Therefore, CAD data for the alignment mark is added.

【0017】従って,かかる位置合わせマークに従っ
て,電子顕微鏡画像のみならずCADデータ画像につい
ても,SIM画像との重ね合わせが可能になる。加工領
域において画像の重ね合わせができれば,その重ね合わ
せた電子顕微鏡画像またはCADデータ画像によって,
表面が平坦であっても加工位置を正確に検出し,FIB
を照射して加工することができる。
Therefore, according to the alignment mark, not only the electron microscope image but also the CAD data image can be superposed on the SIM image. If images can be superposed in the processing area, the superposed electron microscope image or CAD data image
Even if the surface is flat, the machining position can be detected accurately and FIB
Can be irradiated to process.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下,図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら,本発明の保護範
囲は,以下の実施の形態例に限定されるものではなく,
特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及
ぶものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of protection of the present invention is not limited to the following embodiments,
The invention extends to the inventions described in the claims and their equivalents.

【0019】図1は,本実施の形態例におけるFIB装
置の全体構成図である。図1は,FIB装置は,フォー
カスト・イオン・ビーム(FIB)を生成し,被加工サ
ンプル表面にかかるビームを照射するFIB鏡筒部10
と,その鏡筒部を制御するコンピュータからなる制御ユ
ニット12とを有する。また,本実施の形態のFIB装
置は,FIB鏡筒部10内にあるいは隣接して光学顕微
鏡14を有する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the FIB device according to the present embodiment. FIG. 1 shows a FIB lens barrel unit 10 for generating a focused ion beam (FIB) and irradiating the beam on the sample surface to be processed.
And a control unit 12 including a computer for controlling the lens barrel portion. Further, the FIB device of the present embodiment has an optical microscope 14 inside or adjacent to the FIB barrel unit 10.

【0020】FIB鏡筒部10内には,イオンビーム銃
16と,偏向器からなるビームブランカ18と,イオン
ビームを絞るフォーカスレンズ20と,所望の位置にビ
ームを偏向し走査する偏向器22と,FIB加工用のガ
スを発生するガス発生手段24と,被加工サンプルのL
SIから反射する2次電子を検出する二次電子検出手段
26と,被加工サンプルを載置してX,Y方向に移動可
能なステージ28とが設けられる。また,ステージ28
は,赤外線などを利用した光学顕微鏡14とFIB鏡筒
部10との間を移動することができる。従って,ステー
ジ28に載置された被加工サンプルに対して,光学顕微
鏡画像を取得することができると共に,従来と同様にF
IBを走査して反射される二次電子からSIM画像を取
得することもできる。
An ion beam gun 16, a beam blanker 18 composed of a deflector, a focus lens 20 for narrowing the ion beam, and a deflector 22 for deflecting and scanning the beam at a desired position are provided in the FIB barrel 10. , Gas generating means 24 for generating a gas for FIB processing, and L of a sample to be processed
A secondary electron detection means 26 for detecting secondary electrons reflected from SI and a stage 28 on which a sample to be processed is placed and movable in the X and Y directions are provided. Also, stage 28
Can move between the optical microscope 14 utilizing infrared rays and the FIB lens barrel 10. Therefore, an optical microscope image can be obtained for the sample to be processed placed on the stage 28, and the F
SIM images can also be acquired from the secondary electrons reflected by scanning the IB.

【0021】制御ユニット12は,一種のコンピュータ
システムであり,コントローラ30は,CPUなどの演
算機能を有する。コントローラ30からの指令信号によ
りビーム銃駆動部32がイオン・ビーム銃16を駆動
し,ブランキング駆動部34がビームブランカ18を駆
動し,レンズ駆動部36がフォーカスレンズ20を駆動
し,偏向器駆動部38が偏向器22を駆動する。また,
ステージ駆動制御部44も,コントローラからの指令信
号に従って,図示しないステージ駆動モータを駆動す
る。また,二次電子検出手段26からの検出信号は,二
次電子入力部42に入力され,コントローラ30に供給
される。
The control unit 12 is a kind of computer system, and the controller 30 has an arithmetic function such as a CPU. The beam gun drive unit 32 drives the ion beam gun 16 by a command signal from the controller 30, the blanking drive unit 34 drives the beam blanker 18, the lens drive unit 36 drives the focus lens 20, and the deflector drive. The section 38 drives the deflector 22. Also,
The stage drive control unit 44 also drives a stage drive motor (not shown) according to a command signal from the controller. The detection signal from the secondary electron detection means 26 is input to the secondary electron input section 42 and supplied to the controller 30.

【0022】制御ユニット12は,制御プログラム48
を実行することで,FIB加工対象物のLSI表面に位
置合わせマークを自動形成し,更に,指定した加工位置
に対して自動でFIB加工を行う。そのための,後述す
る設定値が格納された設定値ファイル52と,光学顕微
鏡画像やSIM画像が格納される画像データファイル5
0と,LSIの設計データを格納するCAD設計データ
ファイル46とが,コントローラ30からアクセス可能
になっている。
The control unit 12 has a control program 48
By executing the above, the alignment mark is automatically formed on the LSI surface of the FIB processing target, and the FIB processing is automatically performed at the designated processing position. For that purpose, a setting value file 52 in which setting values to be described later are stored, and an image data file 5 in which an optical microscope image and a SIM image are stored
0 and a CAD design data file 46 that stores LSI design data are accessible from the controller 30.

【0023】図2は,本実施の形態例におけるFIB加
工方法のフローチャート図である。以下,図2に従っ
て,本実施の形態例におけるFIB装置とそれを利用し
たFIB加工方法を説明する。まず,被加工サンプルで
あるLSIがFIB装置内のステージ28上に載置され
る(S10)。
FIG. 2 is a flow chart of the FIB processing method according to this embodiment. The FIB apparatus and the FIB processing method using the FIB apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. First, the LSI, which is the sample to be processed, is placed on the stage 28 in the FIB device (S10).

【0024】図3は,被加工サンプルであるLSIの一
例を示す平面図及び断面図である。図3(A)は平面
図,(B)はX1−Y1に沿った断面図であり,シリコ
ン半導体基板60の表面上に絶縁膜62,第1層配線層
Al-I,層間絶縁膜64,66,第2層配線層Al-II,第
2層間絶縁膜68,カバー絶縁膜70が形成されてい
る。第1層配線パターンAl-Iは,図3(A)の平面図の
水平方向に形成され,第2層配線パターンAl-IIは,垂
直方向に形成され,それらの間は,適宜ビアホールVIA
を経由して接続され,多層配線構造になっている。第2
層配線パターン上にも図示しない第3層配線パターンが
形成され,そこにも層間絶縁膜が形成されているが,図
3の領域には第3層配線パターンは存在しない。第2層
配線パターンを形成した後の層間絶縁膜は平坦化工程に
より平坦化される。従って,第3層配線パターンが形成
されないと,図示されるとおりカバー膜70の表面は平
坦化されている。
FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of an LSI which is a sample to be processed. 3A is a plan view and FIG. 3B is a sectional view taken along line X1-Y1. The insulating film 62 and the first wiring layer are formed on the surface of the silicon semiconductor substrate 60.
An Al-I, interlayer insulating films 64 and 66, a second wiring layer Al-II, a second interlayer insulating film 68, and a cover insulating film 70 are formed. The first-layer wiring pattern Al-I is formed in the horizontal direction of the plan view of FIG. 3A, the second-layer wiring pattern Al-II is formed in the vertical direction, and a via hole VIA is appropriately formed between them.
And has a multilayer wiring structure. Second
A third layer wiring pattern (not shown) is also formed on the layer wiring pattern, and an interlayer insulating film is also formed there, but the third layer wiring pattern does not exist in the region of FIG. The interlayer insulating film after the second layer wiring pattern is formed is flattened by a flattening process. Therefore, if the third layer wiring pattern is not formed, the surface of the cover film 70 is flattened as shown in the drawing.

【0025】かかる表面が平坦化された場合,図3
(A)に示した領域のSIM画像は,FIBを照射した
ことに伴い表面で発生する反射二次電子に変化がなく,
真っ黒な画像になる。一方,かかる領域の光学顕微鏡画
像は,カバー絶縁膜70より下の配線パターンも検出す
ることができる。しかし,両画像を重ね合わせるための
基準となるマークがないので,重ね合わせることはでき
ない。
When such a surface is flattened, as shown in FIG.
In the SIM image of the area shown in (A), there is no change in the reflected secondary electrons generated on the surface due to irradiation with FIB,
The image becomes black. On the other hand, in the optical microscope image of this region, the wiring pattern below the cover insulating film 70 can also be detected. However, since there is no mark that serves as a reference for superimposing both images, they cannot be superposed.

【0026】図2に戻り,FIB鏡筒10内のステージ
38上に載置されたLSIに対して,チップ表面に露出
して設けられた接続パッドから原点位置を検出する(S
12)。図4は,チップ全体を示す図である。LSIの
チップ80の周辺には,接続用のパッド81が複数個設
けられる。このパッド81のうちいずれかのパッド81
の角をチップ原点と定義し,その原点82をFIB走査
により求められるSIM画像から検出する。そして,ス
テージの座標系とチップ原点との相対関係を特定する。
その結果,ステージ移動によりチップ80内の加工位置
84に移動することが可能になる。
Returning to FIG. 2, with respect to the LSI mounted on the stage 38 in the FIB barrel 10, the origin position is detected from the connection pad exposed on the chip surface (S).
12). FIG. 4 is a diagram showing the entire chip. A plurality of connecting pads 81 are provided around the LSI chip 80. Any one of these pads 81
Is defined as the chip origin, and the origin 82 is detected from the SIM image obtained by FIB scanning. Then, the relative relationship between the stage coordinate system and the chip origin is specified.
As a result, it becomes possible to move to the processing position 84 in the chip 80 by moving the stage.

【0027】チップ内の原点位置を検出して,ステージ
座標系とチップ座標系との相対位置関係が特定される
と,オペレータによりFIB加工位置の設定(S14)
と,加工領域の観察倍率の設定(S16)とが行われ
る。この設定は,加工位置の周囲に位置合わせマークを
形成するために必要な初期値設定である。この設定に必
要な設定値データは,設定値データファイル52に格納
されている。
When the origin position in the chip is detected and the relative positional relationship between the stage coordinate system and the chip coordinate system is specified, the operator sets the FIB processing position (S14).
Then, the observation magnification of the processing area is set (S16). This setting is an initial value setting necessary to form the alignment mark around the processing position. The setting value data required for this setting is stored in the setting value data file 52.

【0028】上記のFIB加工位置の設定と観察倍率の
設定とが行われると,コントローラ30がステージ駆動
制御部44を介して,ステージ38を移動させ,チップ
80内の加工位置84をFIB鏡筒の観察領域内に移動
させる。そして,コントローラ30は,設定された観察
倍率により決められる位置合わせマークのパターンを,
FIB加工により自動形成する(S18)。CVD法に
よるFIB加工であれば,位置合わせマークはLSI表
面に形成される凸パターンとなり,スパッタエッチング
法によるFIB加工であれば,位置合わせマークはLS
I表面に形成される凹パターンになる。
When the FIB processing position and the observation magnification are set as described above, the controller 30 moves the stage 38 via the stage drive control section 44 to move the processing position 84 in the chip 80 to the FIB lens barrel. To the observation area of. Then, the controller 30 changes the pattern of the alignment mark determined by the set observation magnification to
It is automatically formed by FIB processing (S18). In the case of FIB processing by the CVD method, the alignment mark becomes a convex pattern formed on the LSI surface, and in the case of FIB processing by the sputter etching method, the alignment mark is LS.
The concave pattern is formed on the I surface.

【0029】図5は,観察領域内の加工位置の周囲に形
成される位置合わせマークの自動形成を説明する図であ
る。また,図6は,位置合わせマークの自動形成におけ
る観察倍率と位置合わせマークサイズとの関係を示す図
表である。上記の工程S14にて設定されたチップ内の
加工位置の中心(X,Y)が,観察領域86の中心90
になり,工程S16により設定された観察倍率に応じ
て,図6の図表の設定値から位置合わせマークのサイズ
が一義的に決定される。例えば,観察倍率が100,000倍
に設定されると,観察領域である加工領域は24μm角
に,位置合わせマークのサイズは2.4μm角にそれぞ
れ設定される。
FIG. 5 is a diagram for explaining the automatic formation of alignment marks formed around the processing position in the observation area. FIG. 6 is a chart showing the relationship between the observation magnification and the alignment mark size in the automatic formation of the alignment mark. The center (X, Y) of the processing position in the chip set in the above step S14 is the center 90 of the observation region 86.
Therefore, the size of the alignment mark is uniquely determined from the set values in the chart of FIG. 6 according to the observation magnification set in step S16. For example, when the observation magnification is set to 100,000 times, the processing region, which is the observation region, is set to 24 μm square, and the size of the alignment mark is set to 2.4 μm square.

【0030】それに伴い,図5に示されるとおり,観察
領域86の中心90から±10μm上下の4隅に,位置
合わせマークの矩形パターン88が形成される。観察倍
率は,被加工サンプルであるLSIの微細化の程度に依
存するものであり,設計ルールに対応する。微細化が高
い場合は観察倍率も高く設定され,微細化が低い場合は
観察倍率も低く設定される。更に,位置合わせマーク8
8のパターンサイズは,観察領域である加工領域86の
約1/10程度に設定されることが好ましい。このよう
に,LSIの設計ルールに従う観察倍率を設定すること
で,観察領域内のFIB加工対象の配線パターンを被覆
することのない位置合わせマークのパターン88を形成
することができる。位置合わせマークのパターンが加工
対象の配線パターンに重なると,FIB加工を困難にす
るからである。
Along with this, as shown in FIG. 5, rectangular patterns 88 of alignment marks are formed at four corners ± 10 μm above and below the center 90 of the observation region 86. The observation magnification depends on the degree of miniaturization of the LSI, which is the sample to be processed, and corresponds to the design rule. When the miniaturization is high, the observation magnification is set high, and when the miniaturization is low, the observation magnification is set low. Furthermore, the alignment mark 8
It is preferable that the pattern size of No. 8 is set to about 1/10 of the processing region 86 which is the observation region. In this way, by setting the observation magnification according to the design rule of the LSI, it is possible to form the alignment mark pattern 88 that does not cover the wiring pattern of the FIB processing target in the observation region. This is because if the pattern of the alignment mark overlaps the wiring pattern to be processed, FIB processing becomes difficult.

【0031】図6に示されるとおり,観察倍率が低けれ
ば(設計ルール上微細化が低い場合),観察領域(加工
領域)のサイズは大きく,それに伴い位置合わせマーク
のサイズも大きくなる。一方,観察倍率が高ければ(設
計ルール上微細化が高い場合),観察領域(加工領域)
のサイズは小さく,位置合わせマークのサイズも小さく
なる。観察領域や位置合わせマークのサイズは,観察倍
率にほぼ反比例する。
As shown in FIG. 6, when the observation magnification is low (when the miniaturization is low according to the design rule), the size of the observation area (processing area) is large and the size of the alignment mark is accordingly large. On the other hand, if the observation magnification is high (when the miniaturization is high according to the design rule), the observation area (processing area)
Is small, and the size of the alignment mark is also small. The size of the observation area and the alignment mark is almost inversely proportional to the observation magnification.

【0032】工程S18では,先に設定された加工位置
と加工領域の観察倍率の設定に伴い,コントローラ30
がステージ38を移動して,観察領域内に加工位置中心
90が位置するようにし,更に,コントローラ30が,
偏向器22などを利用してFIBを偏向させて,加工領
域86内の四隅に少なくとも3個の位置合わせマーク8
8を形成する。
In step S18, the controller 30 is moved along with the previously set machining position and observation magnification of the machining area.
Moves the stage 38 so that the processing position center 90 is located in the observation region, and further, the controller 30
The FIB is deflected by using the deflector 22 or the like, and at least three alignment marks 8 are provided at the four corners in the processing area 86.
8 is formed.

【0033】図7は,位置合わせマークが形成された状
態のLSIを示す図である。図7は,図3と同様に,
(A)に平面図,(B)に断面図を示す。但し,図7
(A)のX2-Y2に沿った断面図が図7(B)に示されて
いる。
FIG. 7 is a diagram showing the LSI in the state where the alignment mark is formed. 7 is similar to FIG. 3,
A plan view is shown in (A) and a sectional view is shown in (B). However, FIG.
A sectional view taken along line X2-Y2 of (A) is shown in FIG. 7 (B).

【0034】図7(B)の右隅に示されるとおり,LS
Iの平坦な表面72上に,凸形状の位置合わせマーク8
8が形成されている。この凸形状の場合は,Wを含む有
機金属ガス雰囲気中でFIBを照射することで,CVD
法によりその位置合わせマーク88が形成される。或い
は,位置合わせマーク88は,図7(B)の左隅に示し
たような凹形状でも良い。この場合は,エッチングガス
雰囲気中でFIB照射することで,スパッタエッチング
法によりその位置合わせマーク88が形成される。
As shown in the right corner of FIG.
A convex alignment mark 8 is formed on the flat surface 72 of I.
8 is formed. In the case of this convex shape, CVD is performed by irradiating with FIB in an organometallic gas atmosphere containing W.
The alignment mark 88 is formed by the method. Alternatively, the alignment mark 88 may have a concave shape as shown in the left corner of FIG. In this case, the alignment mark 88 is formed by the sputter etching method by irradiating the FIB in the etching gas atmosphere.

【0035】図2に戻り,位置合わせマーク用のパター
ン形成工程(S18)が終了すると,コントローラ30
は,ステージ38を移動してLSIを光学顕微鏡14側
に移動させ,光学顕微鏡画像を取得する(S20)。光
学顕微鏡14は,例えば赤外線をLSIに対して走査
し,その透過光を赤外線撮像素子により取得する。かか
る画像はデジタル化されて,後の拡大・縮小,ローテー
ションが可能な形態にされ,画像データファイル50内
に格納される。光学顕微鏡画像は,平面が平坦であって
も平面のパターンやカバー絶縁膜70の下の配線パター
ンも含まれる。
Returning to FIG. 2, when the pattern forming step (S18) for the alignment mark is completed, the controller 30
Moves the stage 38 to move the LSI to the optical microscope 14 side and acquires an optical microscope image (S20). The optical microscope 14 scans, for example, infrared rays with respect to the LSI, and acquires the transmitted light by the infrared imaging element. Such an image is digitized and is stored in the image data file 50 in a form that can be enlarged / reduced and rotated later. The optical microscope image includes a plane pattern and a wiring pattern under the cover insulating film 70 even if the plane is flat.

【0036】コントローラ30は,ステージ38を駆動
してLSIをFIB鏡筒部10内に移動し,FIB鏡筒
の中心位置に加工領域の中心90が位置するようにす
る。そして,今度は,コントローラ30が,加工領域に
FIBを走査して,その反射二次電子からSIM画像を
取得する(S21)。この時,LSIの表面には凸形状
または凹形状の位置合わせマーク88が形成されている
ので,SIM画像内には,必ず位置合わせマーク88の
画像が含まれる。このSIM画像も画像データファイル
50に格納される。
The controller 30 drives the stage 38 to move the LSI into the FIB lens barrel portion 10 so that the center 90 of the processing region is located at the center position of the FIB lens barrel. Then, this time, the controller 30 scans the processing area with the FIB, and acquires the SIM image from the reflected secondary electrons (S21). At this time, since the convex or concave alignment mark 88 is formed on the surface of the LSI, the image of the alignment mark 88 is always included in the SIM image. This SIM image is also stored in the image data file 50.

【0037】図8は,SIM画像と光学顕微鏡画像とを
示す図である。図8(A)は,SIM画像であり,LS
I表面にはあらかじめ位置合わせマーク88が形成され
ているので,FIBを走査して得られるSIM画像内に
は,位置合わせパターン88の画像が含まれる。実際の
SIM画像では,この位置合わせパターン88は,やや
ぼんやりした画像として捉えられる。
FIG. 8 is a diagram showing a SIM image and an optical microscope image. FIG. 8 (A) is a SIM image, LS
Since the alignment mark 88 is formed on the I surface in advance, the image of the alignment pattern 88 is included in the SIM image obtained by scanning the FIB. In an actual SIM image, this alignment pattern 88 is captured as a slightly blurred image.

【0038】図8(B)は,光学顕微鏡画像である。図
7に示したLSIに対する画像であり,表面に形成した
位置合わせマーク88の画像と,第1層の配線パターン
Al-Iと第2層の配線パターンAl-IIの画像とが含まれ
る。
FIG. 8B is an optical microscope image. 9 is an image of the LSI shown in FIG. 7, an image of the alignment mark 88 formed on the surface, and the wiring pattern of the first layer
An image of Al-I and the second layer wiring pattern Al-II is included.

【0039】そこで,光学顕微鏡画像について,その倍
率の拡大,縮小,及びローテーションの調整が行われ,
光学顕微鏡画像がSIM画像と重ね合わせ可能な大きさ
及び傾きに調整される(S22)。そして,両画像が,
位置合わせマーク88を基準にして重ね合わせられる
(S24)。重ね合わせた画像は,例えば図8(B)の
ようになる。
Therefore, the magnification of the optical microscope image is enlarged, reduced, and the rotation is adjusted.
The size and tilt of the optical microscope image are adjusted so that they can be superimposed on the SIM image (S22). And both images
Superposition is performed using the alignment mark 88 as a reference (S24). The superimposed images are as shown in FIG. 8 (B), for example.

【0040】コントローラ30は,FIB装置の座標系
において位置合わせマーク88の位置を特定しているの
で,その位置合わせマークを基準にして光学顕微鏡画像
を重ね合わせることで,FIB座標系における配線パタ
ーンの位置を容易に検出することができる。そこで,最
後に,コントローラ30は,重ね合わせた画像に従っ
て,加工位置にFIB照射して必要なFIB加工を行う
(S26)。このFIB加工は,加工内容に応じて,適
宜プログラムを作成し,その加工プログラムをコントロ
ーラ30に実行させることで,自動的に行うことができ
る。
Since the controller 30 specifies the position of the alignment mark 88 in the coordinate system of the FIB device, by superimposing the optical microscope images on the basis of the alignment mark, the wiring pattern of the FIB coordinate system is determined. The position can be easily detected. Therefore, finally, the controller 30 performs FIB processing by irradiating the processing position with FIB according to the superimposed image (S26). This FIB processing can be automatically performed by creating a program appropriately according to the processing content and having the controller 30 execute the processing program.

【0041】図9,図10は,FIB加工プロセス例を
示す図である。両図とも,(A)が平面図,(B)がそ
のX2−Y2の断面図である。この例では,図中1番上
の第1層配線パターンAl-Iと2番目の第1層配線パター
ンAl-I間を接続するFIB加工である。まず,図9に示
されるとおり,FIB照射によるスパッタエッチング法
により,絶縁膜70,68,66,64を除去して,配
線パターンAl-Iの一部を露出する露出孔100,102
を形成する。コントローラ30は,偏向器22を駆動し
てFIBを領域100,102に照射することで,露出
孔100,102を形成する。この時のFIB照射位置
は,上記の重ね合わせ画像を利用して検出される。
9 and 10 are views showing an example of the FIB processing process. In both figures, (A) is a plan view and (B) is a sectional view taken along line X2-Y2. In this example, the FIB processing is performed to connect the first layer wiring pattern Al-I on the top in the drawing and the second layer wiring pattern Al-I on the second side. First, as shown in FIG. 9, the insulating films 70, 68, 66 and 64 are removed by a sputter etching method using FIB irradiation to expose the exposure holes 100 and 102 that expose a part of the wiring pattern Al-I.
To form. The controller 30 drives the deflector 22 and irradiates the regions 100 and 102 with FIB to form the exposure holes 100 and 102. The FIB irradiation position at this time is detected using the above-mentioned superimposed image.

【0042】次に,図10に示される通り,露出孔10
0,102とそれを結ぶ表面72上に,Wを含む接続パ
ターン104を形成する。即ち,コントローラ30は,
ガス銃24からCVD用のWを含む有機金属ガスを供給
しながら,偏向器22を駆動して露出孔100,102
とそれを結ぶ表面72上にFIBを照射することで,接
続パターン104を形成することができる。この時のF
IB照射位置も,上記の重ね合わせ画像を利用して検出
される。
Next, as shown in FIG.
A connection pattern 104 containing W is formed on the surface 0, 102 and the surface 72 connecting them. That is, the controller 30
While supplying the organometallic gas containing W for CVD from the gas gun 24, the deflector 22 is driven to expose the exposure holes 100, 102.
The connection pattern 104 can be formed by irradiating FIB on the surface 72 connecting the two. F at this time
The IB irradiation position is also detected using the above-mentioned superimposed image.

【0043】次に,第2の実施の形態におけるFIB加
工方法について説明する。第1の実施の形態では,FI
B装置がもともと持っているFIB加工機能を利用し
て,加工領域に位置合わせマークを形成し,それを基準
にしてFIBによるSIM画像と光学顕微鏡画像とを重
ね合わて,表面が平坦化された領域内の加工位置の検出
を可能にした。これに対して,第2の実施の形態例で
は,LSIの製造工程の最後に,カバー絶縁膜をエッチ
ングしてチップ全面に位置合わせマークを形成する。そ
れに伴い,多層配線構造で平坦化技術が採用されても,
最終工程で表面に凹凸を持つ位置合わせマークが形成さ
れるので,その後のFIB加工時におけるFIB画像と
光学顕微鏡画像またはCADデータ画像との重ね合わせ
を可能にする。
Next, the FIB processing method according to the second embodiment will be described. In the first embodiment, the FI
Area where the surface is flattened by forming the alignment mark in the processing area by using the FIB processing function originally possessed by the B-apparatus and superimposing the SIM image by the FIB and the optical microscope image on the basis of the registration mark. The processing position inside can be detected. On the other hand, in the second embodiment, the cover insulating film is etched at the end of the LSI manufacturing process to form the alignment mark on the entire surface of the chip. Along with that, even if flattening technology is adopted in the multilayer wiring structure,
Since the alignment mark having irregularities is formed on the surface in the final step, it is possible to superimpose the FIB image and the optical microscope image or the CAD data image during the subsequent FIB processing.

【0044】図11は,第2の実施の形態例におけるチ
ップ上に形成された位置合わせマークの例を示す図であ
る。チップ80の周辺には,複数の接続パッドPADが形
成される。それに対して,本実施の形態では,接続パッ
ドの内側領域全面に,マトリクス状の位置合わせパター
ン114が規則的に形成される。このパターンの形状
は,CADデータ量を減らすために矩形であることが好
ましい。しかし,位置合わせパターン114は,格子状
のパターンであっても良い。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the alignment mark formed on the chip in the second embodiment. A plurality of connection pads PAD are formed around the chip 80. On the other hand, in the present embodiment, the matrix-shaped alignment pattern 114 is regularly formed on the entire inner region of the connection pad. The shape of this pattern is preferably rectangular in order to reduce the amount of CAD data. However, the alignment pattern 114 may be a grid pattern.

【0045】また,図11に示される通り,チップ80
の中心にチップセンタパターン110も形成される。C
ADデータでは,通常チップ中心を原点にしてパターン
データが定義されている。従って,チップセンタパター
ン110が形成されていると,ステージ移動により加工
位置に移動するときの工数を少なくできる。また,チッ
プセンタパターン110は,位置合わせパターン114
と区別するために,例えば十字形状が採用されることが
好ましい。更に,汎用性を持たせるために,チップ80
の四隅にもパッドPADの内側に基準パターン112を形
成して,加工位置への移動を容易にする。
Also, as shown in FIG.
A chip center pattern 110 is also formed at the center of the. C
In the AD data, the pattern data is usually defined with the center of the chip as the origin. Therefore, if the chip center pattern 110 is formed, it is possible to reduce the number of steps required to move to the processing position by moving the stage. In addition, the chip center pattern 110 is the alignment pattern 114.
In order to distinguish it from, it is preferable to adopt, for example, a cross shape. Further, in order to have versatility, the chip 80
The reference pattern 112 is formed inside the pad PAD at the four corners of the pad to facilitate the movement to the processing position.

【0046】図12は,位置合わせパターンのサイズ,
間隔と設計ルールとの関係を示す図表である。第2の実
施の形態例における位置合わせパターン114は,その
パターンサイズと配置間隔が,設計ルールに応じて設定
される。図12の図表に示されるとおり,設計ルールが
0.35μm(最小パターンサイズが0.35μm)の
場合は,位置合わせパターン114のサイズが3.5μ
mに,その配置間隔が35μmに設定される。従って,
隣接する位置合わせパターン114の間に,約50本の
最小配線パターンが形成される程度の間隔で,パターン
114が形成される。また,設計ルールが更に高い微細
化レベルになると,それに伴い,位置合わせパターン1
14のサイズは小さくなり,配置間隔も狭くなる。
FIG. 12 shows the size of the alignment pattern,
It is a chart which shows the relationship between a space | interval and a design rule. The pattern size and arrangement interval of the alignment pattern 114 in the second embodiment are set according to the design rule. As shown in the chart of FIG. 12, when the design rule is 0.35 μm (minimum pattern size is 0.35 μm), the size of the alignment pattern 114 is 3.5 μm.
m, and the arrangement interval is set to 35 μm. Therefore,
The patterns 114 are formed between the adjacent alignment patterns 114 at intervals such that about 50 minimum wiring patterns are formed. In addition, when the design rule reaches a higher miniaturization level, the alignment pattern 1
The size of 14 becomes small and the arrangement interval becomes narrow.

【0047】この位置合わせパターンのサイズと間隔
は,第1の実施の形態例と同様の考え方による。即ち,
微細化度が低い場合は,位置合わせパターンのサイズは
大きく,配置間隔も大きいが,微細化度が高くなると,
位置合わせパターンのサイズは小さく,配置間隔も狭く
なる。これにより,加工領域内に確実に位置合わせパタ
ーン114が存在することになり,且つ,位置合わせパ
ターン114が加工対象パターンを覆い被せてしまう可
能性が低くなる。
The size and spacing of this alignment pattern are based on the same concept as in the first embodiment. That is,
When the degree of miniaturization is low, the size of the alignment pattern is large and the arrangement interval is large, but when the degree of miniaturization is high,
The size of the alignment pattern is small, and the placement interval is also narrow. As a result, the alignment pattern 114 surely exists in the processing area, and the possibility that the alignment pattern 114 covers the pattern to be processed is reduced.

【0048】図13は,第2の実施の形態例におけるF
IB加工方法のフローチャート図である。このフローチ
ャートを説明する前に,第2の実施の形態におけるLS
Iの製造方法について説明する。LSIの製造工程の最
後に,カバー絶縁膜を形成した後,パッド領域上のカバ
ー絶縁膜を除去するエッチング工程がある。本実施の形
態では,このパッド領域のエッチング工程の後に,図1
1に示した位置合わせパターン114とチップセンタパ
ターン110などを形成する露光工程とエッチング工程
とを追加する。つまり,位置合わせパターン114やチ
ップセンタパターン110を有するCADデータから形成
された露光マスクを利用して,カバー絶縁膜上のレジス
タを露光し,所定のエッチング工程によりカバー膜の途
中まで除去する。それにより,図7の断面図に示された
ような凹形状のパターンが形成される。
FIG. 13 shows F in the second embodiment.
It is a flowchart figure of an IB processing method. Before explaining this flowchart, the LS in the second embodiment is described.
A method of manufacturing I will be described. At the end of the LSI manufacturing process, there is an etching process for removing the cover insulating film on the pad region after forming the cover insulating film. In the present embodiment, after the pad region etching step, as shown in FIG.
An exposure process and an etching process for forming the alignment pattern 114 and the chip center pattern 110 shown in 1 are added. That is, the resist on the cover insulating film is exposed using an exposure mask formed from CAD data having the alignment pattern 114 and the chip center pattern 110, and the cover film is partially removed by a predetermined etching process. As a result, a concave pattern as shown in the sectional view of FIG. 7 is formed.

【0049】図13に戻り,最初に被加工サンプルであ
るLSIの表面の加工領域の光学顕微鏡画像を取得する
(S30)。この画像データは記憶手段に格納され,保
存される。次に,FIB装置内に被加工サンプルのLS
Iを搬送し,ステージ38上に載置する(S34)。そ
して,光学顕微鏡画像データをFIB装置の制御ユニッ
ト12に転送し,画像データファイル50内に格納する
(S36)。このデータの転送は,LSIを搬送する前
に行っても良い。
Returning to FIG. 13, first, an optical microscope image of the processed area on the surface of the LSI, which is the sample to be processed, is acquired (S30). This image data is stored and saved in the storage means. Next, the LS of the sample to be processed is set in the FIB device.
I is transported and placed on the stage 38 (S34). Then, the optical microscope image data is transferred to the control unit 12 of the FIB device and stored in the image data file 50 (S36). This data transfer may be performed before the LSI is transported.

【0050】そして,コントローラ30はステージを駆
動して,LSIのチップセンタパターン110から加工
位置に移動する(S38)。この移動では,LSIチッ
プのセンタにチップセンタパターン110があらかじめ
形成されているので,FIB走査して取得されるSIM
画像から,このチップセンタパターン110を特定する
ことができる。従って,チップセンタから定義されてい
るCADデータを利用して,加工位置座標へのステージ
移動を少ない工数で行うことができる。チップ周辺のパ
ッド位置を基準にしてステージ移動する場合は,一旦チ
ップセンタを原点とするCADデータ上の座標をパッド
位置を原点とする新たな座標系に変換する必要があり,
工程が煩雑になってしまう。
Then, the controller 30 drives the stage to move from the chip center pattern 110 of the LSI to the processing position (S38). In this movement, since the chip center pattern 110 is formed in the center of the LSI chip in advance, the SIM obtained by the FIB scanning is acquired.
This chip center pattern 110 can be identified from the image. Therefore, the CAD data defined from the chip center can be used to move the stage to the processing position coordinates with a small number of steps. When the stage is moved based on the pad position around the chip, it is necessary to convert the coordinates on the CAD data whose origin is the chip center into a new coordinate system whose origin is the pad position.
The process becomes complicated.

【0051】その後,コントローラ30は,FIBを走
査して反射二次電子を検出することにより,加工位置を
含む加工領域のSIM画像を取得する(S40)。そし
て,SIM画像に一致するように,先に取得した光学顕
微鏡画像の倍率とローテーションを調整する(S4
2)。それに伴い,SIM画像と光学顕微鏡画像とは,
図8に示したものと同様に,両者とも位置合わせパター
ンを含む画像になる。従って,両画像が,位置合わせパ
ターンを基準にして,容易に重ね合わせられる(S4
6)。
Thereafter, the controller 30 scans the FIB and detects the reflected secondary electrons to obtain a SIM image of the processing area including the processing position (S40). Then, the magnification and rotation of the previously obtained optical microscope image are adjusted so as to match the SIM image (S4).
2). Accordingly, the SIM image and the optical microscope image are
Similar to the one shown in FIG. 8, both become images including the alignment pattern. Therefore, both images are easily overlaid on the basis of the alignment pattern (S4).
6).

【0052】そして,最後に,コントローラ30は,重
ね合わせた画像に従って,FIB加工位置を特定して,
そこにFIBを照射することで,配線パターンの断線ま
たは接続を自在に行うことができる(S50)。配線パ
ターンの接続方法は,図9,10で示した通りである。
配線パターンの切断は,FIB照射してエッチングガス
を導入することで,FIB照射領域のみスパッタエッチ
ングが可能となる。
Finally, the controller 30 specifies the FIB processing position according to the superimposed images,
By irradiating FIB there, it is possible to freely disconnect or connect the wiring pattern (S50). The wiring pattern connection method is as shown in FIGS.
To cut the wiring pattern, sputter etching can be performed only on the FIB irradiation region by irradiating FIB and introducing an etching gas.

【0053】第2の実施の形態では,LSIパターン表
面に,CADデータを利用して位置合わせパターンが形
成される。従って,FIB加工位置を特定するために,
CADデータ画像とSIM画像とを重ね合わせることも
可能である。その場合は,図13に示される通り,工程
S30の代わりに,工程S32が,工程S42,S46
の代わりに工程S44,S48がそれぞれ実行される。
CADデータ内にも位置合わせパターンが存在するの
で,CADデータ画像をFIB画像と重ね合わせること
が可能である。
In the second embodiment, an alignment pattern is formed on the surface of an LSI pattern using CAD data. Therefore, in order to specify the FIB processing position,
It is also possible to superimpose the CAD data image and the SIM image. In that case, as shown in FIG. 13, instead of step S30, step S32 includes steps S42 and S46.
Instead of, steps S44 and S48 are respectively executed.
Since the alignment pattern also exists in the CAD data, it is possible to superimpose the CAD data image on the FIB image.

【0054】第2の実施の形態に関連する公知例とし
て,特開平5−90370号公報がある。この公知例に
は,チップ表面に格子状の位置合わせ用凹凸パターンを
形成し,それを基準にしてFIB加工時の位置検出を行
うことが記載されている。しかし,位置合わせ用凹凸パ
ターンのサイズや間隔が,設計ルールに応じて異なるよ
うに設定されることは記載されていない。更に,その位
置合わせ用凹凸パターンを基準にして,光学顕微鏡画像
やCADデータ画像とFIB画像とを重ね合わせて,そ
の重ね合わせ画像に従って加工位置を検出することも記
載されていない。
As a known example related to the second embodiment, there is JP-A-5-90370. In this known example, it is described that a grid-shaped concave-convex pattern for positioning is formed on the surface of a chip and the position is detected during FIB processing with reference to the pattern. However, it is not described that the size and interval of the alignment concave-convex pattern are set differently according to the design rule. Further, there is no description that the optical microscope image or the CAD data image and the FIB image are superposed on each other based on the alignment concave-convex pattern, and the processing position is detected according to the superposed image.

【0055】以上のとおり,第2の実施の形態では,表
面が平坦化されてしまうLSI表面に,製造プロセスの
最終工程で位置合わせパターンを形成する工程を追加す
るだけで,その後のFIB加工での加工位置検出を容易
にすることができる。FIB加工は,通常量産品ではな
く,試作品などにおいて回路の一部変更などに利用され
ることが一般的であり,かかる製造工程の追加は,試作
品においてのもっぱら必要になるものであり,量産品の
コストアップにはつながらない。
As described above, in the second embodiment, the process of forming the alignment pattern in the final step of the manufacturing process is added to the LSI surface whose surface is flattened, and the subsequent FIB processing is performed. It is possible to easily detect the machining position. FIB processing is generally not a mass-produced product, but is generally used for partly changing the circuit of a prototype or the like, and the addition of such manufacturing process is exclusively necessary for the prototype. It does not increase the cost of mass-produced products.

【0056】以上,実施の形態例をまとめると以下の付
記の通りである。
The above embodiments are summarized as follows.

【0057】(付記1)ステージ上に載置されたサンプ
ルに対してフォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を
照射して該照射位置でエッチングまたはパターン形成を
行うFIB装置において,加工位置の周囲にFIBを照
射して,前記サンプルの表面に,位置合わせマークを形
成する位置合わせマーク形成手段と,当該位置合わせマ
ークが形成された加工位置の領域の光学顕微鏡画像と当
該領域へのFIB照射により取得される走査型イオン顕
微鏡画像(SIM画像)とを,前記位置合わせマーク画
像を基準にして重ね合わせて,当該重ね合わせた画像に
従って加工位置を検出する加工位置検出手段とを有し,
前記加工位置検出手段により検出された位置に前記FI
Bを照射して前記エッチングまたはパターン形成を行う
ことを特徴とするFIB装置。
(Supplementary Note 1) In a FIB apparatus for irradiating a sample placed on a stage with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position, a sample is formed around a processing position. Positioning mark forming means for irradiating FIB to form a positioning mark on the surface of the sample, an optical microscope image of a processing position region in which the positioning mark is formed, and FIB irradiation to the region. A scanning ion microscope image (SIM image) to be overlapped with the alignment mark image as a reference, and processing position detection means for detecting a processing position according to the superimposed image,
The FI is located at the position detected by the processing position detecting means.
An FIB apparatus, which irradiates B to perform the etching or pattern formation.

【0058】(付記2)付記1において,更に,前記光
学顕微鏡画像を取得する撮像手段を有し,前記撮像手段
と,前記マーク形成手段及び加工位置検出手段が設けら
れたFIB鏡筒部との間を,前記ステージが移動自在に
設けられていることを特徴とするFIB装置。
(Supplementary Note 2) In Supplementary Note 1, there is further provided an image pickup means for acquiring the optical microscope image, and the image pickup means and the FIB lens barrel portion provided with the mark forming means and the processing position detecting means. An FIB device, wherein the stage is provided so as to be movable between the two.

【0059】(付記3)付記1において,前記位置合わ
せマーク形成手段は,前記加工位置と当該加工位置を含
む加工領域の倍率との指定に応答して,前記倍率に反比
例した大きさと間隔の位置合わせマークを形成すること
を特徴とするFIB装置。
(Supplementary Note 3) In Supplementary Note 1, the alignment mark forming means is responsive to the designation of the processing position and the magnification of the processing region including the processing position, and the position having a size and interval inversely proportional to the magnification. An FIB device characterized by forming alignment marks.

【0060】(付記4)付記3において,前記倍率が低
い場合は,前記位置合わせパターンはサイズが大であり
間隔も大であり,前記倍率が高い場合は,当該倍率に反
比例して位置合わせマークもサイズが小で間隔も小であ
ることを特徴とするFIB装置。
(Supplementary Note 4) In Supplementary Note 3, when the magnification is low, the alignment pattern has a large size and a large interval, and when the magnification is high, the alignment mark is in inverse proportion to the magnification. The FIB device is characterized in that the size is small and the intervals are also small.

【0061】(付記5)付記1において,前記位置合わ
せマークは,前記サンプル表面上にパターンを形成した
凸形状,或いは,前記サンプル表面をエッチングした凹
形状であることを特徴とするFIB装置。
(Supplementary note 5) In the supplementary note 1, the alignment mark has a convex shape in which a pattern is formed on the sample surface or a concave shape in which the sample surface is etched.

【0062】(付記6)ステージ上に載置されたサンプ
ルに対してフォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を
照射して該照射位置でエッチングまたはパターン形成を
行うFIB加工方法において,前記サンプルをFIB装
置内に搬入し,加工位置の周囲にFIBを照射して,前
記サンプルの表面に,位置合わせマークを形成する位置
合わせマーク形成工程と,当該位置合わせマークが形成
された加工位置の領域の光学顕微鏡画像と当該領域への
FIB照射により取得される走査型イオン顕微鏡画像
(SIM画像)とを,前記位置合わせマーク画像を基準
にして重ね合わせて,当該重ね合わせた画像に従って加
工位置を検出する加工位置検出工程と,前記加工位置検
出工程により検出された位置に,前記FIBを照射して
前記エッチングまたはパターン形成を行うFIB加工工
程とを有することを特徴とするFIB加工方法。
(Supplementary Note 6) In a FIB processing method of irradiating a sample placed on a stage with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position, the sample is subjected to FIB processing. An alignment mark forming step of forming an alignment mark on the surface of the sample by irradiating the FIB around the processing position after being loaded into the apparatus, and optical processing of a region of the processing position where the alignment mark is formed. Processing for superimposing a microscope image and a scanning ion microscope image (SIM image) acquired by FIB irradiation on the region with the alignment mark image as a reference, and detecting a machining position according to the superimposed image. The position detecting step and the position detected by the processing position detecting step are irradiated with the FIB to perform the etching or the etching. FIB processing method characterized by having a FIB processing step of performing pattern formation.

【0063】(付記7)付記6において,前記位置合わ
せマーク形成工程において,前記加工位置と当該加工位
置を含む加工領域の倍率とを指定し,サンプル表面の当
該加工位置に移動し,前記倍率に反比例した大きさと間
隔の位置合わせマークを形成することを特徴とするFI
B加工方法。
(Supplementary Note 7) In Supplementary Note 6, in the step of forming the alignment mark, the processing position and the magnification of the processing region including the processing position are designated, the sample surface is moved to the processing position, and the magnification is changed to the above-mentioned magnification. FI characterized by forming alignment marks of inversely proportional size and spacing
B processing method.

【0064】(付記8)付記6において,前記サンプル
は,多層配線構造を有する集積回路装置であり,前記F
IB加工工程にて,前記多層配線構造内の配線パターン
が切断されたり,或いは接続されたりすることを特徴と
するFIB加工方法。
(Supplementary Note 8) In Supplementary Note 6, the sample is an integrated circuit device having a multilayer wiring structure,
The FIB processing method, wherein the wiring pattern in the multilayer wiring structure is cut or connected in the IB processing step.

【0065】(付記9)ステージ上に載置されたサンプ
ルに対してフォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を
照射して該照射位置でエッチングまたはパターン形成を
行うFIB加工装置の制御ユニットに実行されるコンピ
ュータプログラムにおいて,前記FIB加工装置内に搬
入された前記サンプルに対して,加工位置の周囲にFI
Bを照射して,前記サンプルの表面に,位置合わせマー
クを形成する位置合わせマーク形成手順と,当該位置合
わせマークが形成された加工位置の領域の光学顕微鏡画
像と当該領域へのFIB照射により取得される走査型イ
オン顕微鏡画像(SIM画像)とを,前記位置合わせマ
ーク画像を基準にして重ね合わせて,当該重ね合わせた
画像に従って加工位置を検出する加工位置検出手順とを
有することを特徴とするFIB加工装置の制御ユニット
用コンピュータプログラム。
(Supplementary note 9) A control unit of a FIB processing apparatus that irradiates a sample placed on the stage with a focused ion beam (FIB) and performs etching or pattern formation at the irradiation position is executed. In a computer program according to the present invention, the FI is placed around the processing position for the sample loaded into the FIB processing apparatus.
B is irradiated to obtain an alignment mark on the surface of the sample, a registration mark forming procedure, an optical microscope image of an area of a processing position where the alignment mark is formed, and FIB irradiation to the area. With a scanning ion microscope image (SIM image) to be processed, the processing position detecting procedure for detecting a processing position according to the superimposed image, based on the alignment mark image. Computer program for control unit of FIB processing device.

【0066】(付記10)ステージ上に載置された集積
回路装置に対してフォーカスト・イオン・ビーム(FI
B)を照射して該照射位置でエッチングまたはパターン
形成を行うFIB加工方法において,前記集積回路装置
の表面に,所定のサイズで所定の間隔で複数の位置合わ
せパターンを形成する工程と,当該位置合わせマークが
形成された加工位置の領域の光学顕微鏡画像と,当該領
域へのFIB照射により取得される走査型イオン顕微鏡
画像(SIM画像)とを,前記位置合わせマーク画像を
基準にして重ね合わせて,当該重ね合わせた画像に従っ
て加工位置を検出する加工位置検出工程と,前記加工位
置検出工程により検出された位置に,前記FIBを照射
して前記エッチングまたはパターン形成を行うFIB加
工工程とを有することを特徴とするFIB加工方法。
(Supplementary Note 10) Focused ion beam (FI) is applied to the integrated circuit device mounted on the stage.
In the FIB processing method of irradiating B) to perform etching or pattern formation at the irradiation position, a step of forming a plurality of alignment patterns of a predetermined size and a predetermined interval on the surface of the integrated circuit device; An optical microscope image of the processing position region where the alignment mark is formed and a scanning ion microscope image (SIM image) acquired by FIB irradiation to the region are overlaid on the basis of the alignment mark image. A processing position detecting step of detecting a processing position according to the superimposed image, and a FIB processing step of irradiating the position detected by the processing position detecting step with the FIB to perform the etching or pattern formation. The FIB processing method characterized by the above.

【0067】(付記11)ステージ上に載置された集積
回路装置に対してフォーカスト・イオン・ビーム(FI
B)を照射して該照射位置でエッチングまたはパターン
形成を行うFIB加工方法において,所定のサイズで所
定の間隔で複数の位置合わせパターンを有するCADデ
ータに従って,前記集積回路装置の表面に前記位置合わ
せパターンを形成する工程と,当該位置合わせマークが
形成された加工位置の領域の前記CADデータに基づく
CADデータ画像と,当該領域へのFIB照射により取
得される走査型イオン顕微鏡画像(SIM画像)とを,
前記位置合わせマーク画像を基準にして重ね合わせて,
当該重ね合わせた画像に従って加工位置を検出する加工
位置検出工程と,前記加工位置検出工程により検出され
た位置に,前記FIBを照射して前記エッチングまたは
パターン形成を行うFIB加工工程とを有することを特
徴とするFIB加工方法。
(Supplementary Note 11) Focused ion beam (FI) is applied to the integrated circuit device mounted on the stage.
In the FIB processing method of irradiating B) to perform etching or pattern formation at the irradiation position, the alignment is performed on the surface of the integrated circuit device according to CAD data having a plurality of alignment patterns with a predetermined size and at a predetermined interval. A step of forming a pattern, a CAD data image based on the CAD data of a processing position region in which the alignment mark is formed, and a scanning ion microscope image (SIM image) obtained by FIB irradiation to the region. ,
Superimposing on the basis of the alignment mark image,
A machining position detecting step of detecting a machining position according to the superimposed image; and a FIB machining step of irradiating the FIB to the position detected by the machining position detecting step to perform the etching or pattern formation. Characteristic FIB processing method.

【0068】(付記12)付記10または11におい
て,前記位置合わせパターンの形成工程において,前記
集積回路装置の微細化の設計ルールに応じて,前記位置
合わせパターンのサイズと間隔とが設定されていること
を特徴とするFIB加工方法。
(Supplementary Note 12) In Supplementary Note 10 or 11, in the step of forming the alignment pattern, the size and interval of the alignment pattern are set in accordance with the design rule of miniaturization of the integrated circuit device. FIB processing method characterized by the above.

【0069】(付記13)付記12において,前記微細
化の設計ルールにおいて微細化度が低い場合は,前記位
置合わせパターンはサイズが大であり間隔も大であり,
前記微細化度が高い場合は,当該微細化度に比例して位
置合わせマークもサイズが小で間隔も小であることを特
徴とするFIB加工方法。
(Supplementary Note 13) In Supplementary Note 12, when the degree of miniaturization is low in the design rule of miniaturization, the alignment pattern has a large size and a large interval,
The FIB processing method characterized in that, when the degree of miniaturization is high, the alignment marks are also small in size and small in spacing in proportion to the degree of miniaturization.

【0070】(付記14)付記10または11におい
て,前記位置合わせパターン形成工程において,チップ
の中心にチップセンタパターンを更に形成することを特
徴とするFIB加工方法。
(Supplementary Note 14) In the supplementary note 10 or 11, the FIB processing method further comprising forming a chip center pattern at the center of the chip in the alignment pattern forming step.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上,本発明によれば,表面が平坦化さ
れたLSIなどの被加工サンプルに対しても,加工位置
の検出を高精度に行うことができ,微細パターンに対す
るFIB加工を可能にする。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect a processing position with high accuracy even for a sample to be processed such as an LSI whose surface is flattened, and it is possible to perform FIB processing on a fine pattern. To

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態例におけるFIB装置の全体構成
図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a FIB device in the present embodiment example.

【図2】本実施の形態例におけるFIB加工方法のフロ
ーチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart of a FIB processing method according to the present embodiment.

【図3】被加工サンプルであるLSIの一例を示す平面
図及び断面図である。
FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of an LSI that is a sample to be processed.

【図4】チップ全体を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an entire chip.

【図5】観察領域内の加工位置の周囲に形成される位置
合わせマークの自動形成を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating automatic formation of alignment marks formed around a processing position in an observation region.

【図6】位置合わせマークの自動形成における観察倍率
と位置合わせマークサイズとの関係を示す図表である。
FIG. 6 is a chart showing a relationship between an observation magnification and an alignment mark size in automatic formation of an alignment mark.

【図7】位置合わせマークが形成された状態のLSIを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an LSI in which an alignment mark is formed.

【図8】SIM画像と光学顕微鏡画像とを示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a SIM image and an optical microscope image.

【図9】FIB加工プロセス例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a FIB processing process.

【図10】FIB加工プロセス例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a FIB processing process.

【図11】第2の実施の形態例におけるチップ上に形成
された位置合わせマークの例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of an alignment mark formed on a chip in the second embodiment example.

【図12】位置合わせパターンのサイズ,間隔と設計ル
ールとの関係を示す図表である。
FIG. 12 is a chart showing the relationship between the size and spacing of alignment patterns and design rules.

【図13】第2の実施の形態例におけるFIB加工方法
のフローチャート図である。
FIG. 13 is a flowchart of a FIB processing method according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 FIB鏡筒部 12 FIB制御ユニット 30 コントローラ 46 CADデータファイル 48 制御プログラム 50 画像データファイル 52 設定値データファイル 10 FIB barrel 12 FIB control unit 30 controller 46 CAD data file 48 control program 50 image data files 52 Setting data file

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C034 AA02 AA03 AB04 DD05 5F033 HH19 JJ01 JJ19 KK00 PP20 QQ09 QQ14 XX36    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5C034 AA02 AA03 AB04 DD05                 5F033 HH19 JJ01 JJ19 KK00 PP20                       QQ09 QQ14 XX36

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステージ上に載置されたサンプルに対して
フォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を照射して該
照射位置でエッチングまたはパターン形成を行うFIB
装置において,加工位置の周囲にFIBを照射して,前
記サンプルの表面に,位置合わせマークを形成する位置
合わせマーク形成手段と,当該位置合わせマークが形成
された加工位置の領域の光学顕微鏡画像と当該領域への
FIB照射により取得される走査型イオン顕微鏡画像
(SIM画像)とを,前記位置合わせマーク画像を基準
にして重ね合わせて,当該重ね合わせた画像に従って加
工位置を検出する加工位置検出手段とを有し,前記加工
位置検出手段により検出された位置に前記FIBを照射
して前記エッチングまたはパターン形成を行うことを特
徴とするFIB装置。
1. A FIB for irradiating a sample placed on a stage with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position.
In the apparatus, an FIB is irradiated around the processing position to form an alignment mark on the surface of the sample, and an optical microscope image of an area of the processing position where the alignment mark is formed. Machining position detecting means for superimposing a scanning ion microscope image (SIM image) acquired by FIB irradiation on the region on the basis of the alignment mark image, and detecting a machining position according to the superimposed image. And an FIB apparatus for irradiating the position detected by the processing position detecting means with the FIB to perform the etching or pattern formation.
【請求項2】請求項1において,更に,前記光学顕微鏡
画像を取得する撮像手段を有し,前記撮像手段と,前記
マーク形成手段及び加工位置検出手段が設けられたFI
B鏡筒部との間を,前記ステージが移動自在に設けられ
ていることを特徴とするFIB装置。
2. The FI according to claim 1, further comprising an image pickup means for obtaining the optical microscope image, the image pickup means, the mark forming means and the processing position detecting means being provided.
The FIB apparatus, wherein the stage is movably provided between the B lens barrel portion.
【請求項3】請求項1において,前記位置合わせマーク
形成手段は,前記加工位置と当該加工位置を含む加工領
域の倍率との指定に応答して,前記倍率に反比例した大
きさと間隔の位置合わせマークを形成することを特徴と
するFIB装置。
3. The alignment mark forming means according to claim 1, in response to designation of the processing position and a magnification of a processing region including the processing position, alignment of a size and an interval inversely proportional to the magnification. An FIB device characterized by forming marks.
【請求項4】請求項3において,前記倍率が低い場合
は,前記位置合わせパターンはサイズが大であり間隔も
大であり,前記倍率が高い場合は,当該倍率に反比例し
て位置合わせマークもサイズが小で間隔も小であること
を特徴とするFIB装置。
4. The alignment pattern according to claim 3, wherein when the magnification is low, the alignment pattern has a large size and a large interval, and when the magnification is high, alignment marks are also inversely proportional to the magnification. FIB device characterized by small size and small intervals.
【請求項5】ステージ上に載置されたサンプルに対して
フォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を照射して該
照射位置でエッチングまたはパターン形成を行うFIB
加工方法において,前記サンプルをFIB装置内に搬入
し,加工位置の周囲にFIBを照射して,前記サンプル
の表面に,位置合わせマークを形成する位置合わせマー
ク形成工程と,当該位置合わせマークが形成された加工
位置の領域の光学顕微鏡画像と当該領域へのFIB照射
により取得される走査型イオン顕微鏡画像(SIM画
像)とを,前記位置合わせマーク画像を基準にして重ね
合わせて,当該重ね合わせた画像に従って加工位置を検
出する加工位置検出工程と,前記加工位置検出工程によ
り検出された位置に,前記FIBを照射して前記エッチ
ングまたはパターン形成を行うFIB加工工程とを有す
ることを特徴とするFIB加工方法。
5. A FIB for irradiating a sample placed on a stage with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position.
In the processing method, the sample is loaded into an FIB device, FIB is irradiated around the processing position, and an alignment mark is formed on the surface of the sample, and the alignment mark is formed. The optical microscope image of the area of the processed position and the scanning ion microscope image (SIM image) acquired by FIB irradiation to the area are superposed on each other with the alignment mark image as a reference, and the superposition is performed. An FIB processing step of detecting a processing position according to an image, and a FIB processing step of irradiating the position detected by the processing position detecting step with the FIB to perform the etching or pattern formation. Processing method.
【請求項6】付記5において,前記位置合わせマーク形
成工程において,前記加工位置と当該加工位置を含む加
工領域の倍率とを指定し,サンプル表面の当該加工位置
に移動し,前記倍率に反比例した大きさと間隔の位置合
わせマークを形成することを特徴とするFIB加工方
法。
6. In appendix 5, in the alignment mark forming step, the processing position and a magnification of a processing region including the processing position are designated, the sample is moved to the processing position on the sample surface, and is inversely proportional to the magnification. An FIB processing method characterized by forming alignment marks of size and spacing.
【請求項7】ステージ上に載置されたサンプルに対して
フォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を照射して該
照射位置でエッチングまたはパターン形成を行うFIB
加工装置の制御ユニットに実行されるコンピュータプロ
グラムにおいて,前記FIB加工装置内に搬入された前
記サンプルに対して,加工位置の周囲にFIBを照射し
て,前記サンプルの表面に,位置合わせマークを形成す
る位置合わせマーク形成手順と,当該位置合わせマーク
が形成された加工位置の領域の光学顕微鏡画像と当該領
域へのFIB照射により取得される走査型イオン顕微鏡
画像(SIM画像)とを,前記位置合わせマーク画像を
基準にして重ね合わせて,当該重ね合わせた画像に従っ
て加工位置を検出する加工位置検出手順とを有すること
を特徴とするFIB加工装置の制御ユニット用コンピュ
ータプログラム。
7. A FIB for irradiating a sample placed on a stage with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position.
A computer program executed by a control unit of a processing apparatus irradiates the sample carried into the FIB processing apparatus with FIB around the processing position to form an alignment mark on the surface of the sample. The alignment mark forming procedure, the optical microscope image of the region at the processing position where the alignment mark is formed, and the scanning ion microscope image (SIM image) acquired by FIB irradiation to the region. A computer program for a control unit of a FIB processing apparatus, comprising: a processing position detecting procedure of detecting a processing position according to the superimposed image by superimposing the mark image as a reference.
【請求項8】ステージ上に載置された集積回路装置に対
してフォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を照射し
て該照射位置でエッチングまたはパターン形成を行うF
IB加工方法において,前記集積回路装置の表面に,所
定のサイズで所定の間隔で複数の位置合わせパターンを
形成する工程と,当該位置合わせマークが形成された加
工位置の領域の光学顕微鏡画像と,当該領域へのFIB
照射により取得される走査型イオン顕微鏡画像(SIM
画像)とを,前記位置合わせマーク画像を基準にして重
ね合わせて,当該重ね合わせた画像に従って加工位置を
検出する加工位置検出工程と,前記加工位置検出工程に
より検出された位置に,前記FIBを照射して前記エッ
チングまたはパターン形成を行うFIB加工工程とを有
することを特徴とするFIB加工方法。
8. An integrated circuit device mounted on a stage is irradiated with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position.
In the IB processing method, a step of forming a plurality of alignment patterns with a predetermined size at predetermined intervals on the surface of the integrated circuit device, and an optical microscope image of a region of a processing position where the alignment marks are formed, FIB to the area
Scanning ion microscope image (SIM
Image) and the alignment mark image as a reference, and a processing position detecting step of detecting a processing position according to the superimposed image; and the FIB at the position detected by the processing position detecting step. FIB processing step of irradiating to perform the etching or pattern formation.
【請求項9】ステージ上に載置された集積回路装置に対
してフォーカスト・イオン・ビーム(FIB)を照射し
て該照射位置でエッチングまたはパターン形成を行うF
IB加工方法において,所定のサイズで所定の間隔で複
数の位置合わせパターンを有するCADデータに従っ
て,前記集積回路装置の表面に前記位置合わせパターン
を形成する工程と,当該位置合わせマークが形成された
加工位置の領域の前記CADデータに基づくCADデー
タ画像と,当該領域へのFIB照射により取得される走
査型イオン顕微鏡画像(SIM画像)とを,前記位置合
わせマーク画像を基準にして重ね合わせて,当該重ね合
わせた画像に従って加工位置を検出する加工位置検出工
程と,前記加工位置検出工程により検出された位置に,
前記FIBを照射して前記エッチングまたはパターン形
成を行うFIB加工工程とを有することを特徴とするF
IB加工方法。
9. An integrated circuit device mounted on a stage is irradiated with a focused ion beam (FIB) to perform etching or pattern formation at the irradiation position.
In the IB processing method, a step of forming the alignment pattern on the surface of the integrated circuit device according to CAD data having a plurality of alignment patterns of a predetermined size at predetermined intervals, and processing in which the alignment marks are formed. A CAD data image based on the CAD data of the area of the position and a scanning ion microscope image (SIM image) acquired by FIB irradiation to the area are overlapped with each other with the alignment mark image as a reference, and A machining position detecting step of detecting a machining position according to the superimposed image, and a position detected by the machining position detecting step,
FIB processing step of irradiating the FIB to perform the etching or pattern formation.
IB processing method.
【請求項10】請求項8または9において,前記位置合
わせパターンの形成工程において,前記集積回路装置の
微細化の設計ルールに応じて,前記位置合わせパターン
のサイズと間隔とが設定されていることを特徴とするF
IB加工方法。
10. The size and spacing of the alignment pattern according to claim 8 or 9, in the step of forming the alignment pattern, according to a design rule for miniaturization of the integrated circuit device. F characterized by
IB processing method.
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